asimov - breve historia de la química 15/15

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Breve Historia de la Química Isaac Asimov Preparado por Patricio Barros 1 Capítulo 14 Reacciones nucleares Contenido: 1. La nueva transmutación 2. Radiactividad artificial 3. Elementos transuránicos 4. Bombas nucleares 1. La nueva transmutación Habiendo quedado claro que el átomo estaba formado por partículas más pequeñas, que se reordenaban espontáneamente en las transformaciones radiactivas, el siguiente paso parecía prácticamente obligado. El hombre podía reordenar deliberadamente la estructura atómica de las moléculas en reacciones químicas ordinarias. ¿Por qué no reordenar entonces los protones y neutrones del núcleo atómico en reacciones nucleares? Ciertamente, los protones y los neutrones se unen por fuerzas mucho mayores que las que unen a los átomos dentro de las moléculas, y los métodos que servían para llevar a cabo las reacciones ordinarias no bastarán para las reacciones nucleares; pero los hombres que habían resuelto el rompecabezas de la radiactividad, se hallaban en el luminoso camino del éxito. Fue Rutherford quien dio el primer paso. Bombardeó diversos gases con partículas alfa, y halló que en ocasiones una partícula alfa golpeaba el núcleo de un átomo y lo desordenaba (véase fig. 23). De hecho, Rutherford demostró en 1919 que las partículas alfa podían arrancar protones de los núcleos de nitrógeno, y fusionarse con lo que quedaba. El isótopo más abundante del nitrógeno es el nitrógeno-14, que tiene un núcleo formado por 7 protones y 7 neutrones. Quitemos un protón y añadamos los 2 protones y los 2 neutrones de la partícula alfa, y nos encontraremos con un núcleo que posee 8 protones y 9 neutrones. Se trata del oxígeno-17. La partícula alfa puede considerarse como un helio-4, y el protón como un hidrógeno-1. Se deduce entonces que Rutherford llevó triunfalmente a cabo la primera reacción nuclear hecha por el hombre: nitrógeno 14 + helio 4 --> oxígeno 17 + hidrógeno 1

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Breve Historia de la Química Isaac Asimov

Preparado por Patricio Barros1

Capítulo 14

Reacciones nucleares

Contenido:

1. La nueva transmutación

2. Radiactividad artificial

3. Elementos transuránicos

4. Bombas nucleares

1. La nueva transmutación

Habiendo quedado claro que el átomo estaba formado por partículas más pequeñas, que se

reordenaban espontáneamente en las transformaciones radiactivas, el siguiente paso

parecía prácticamente obligado.

El hombre podía reordenar deliberadamente la estructura atómica de las moléculas en

reacciones químicas ordinarias. ¿Por qué no reordenar entonces los protones y neutrones del

núcleo atómico en reacciones nucleares? Ciertamente, los protones y los neutrones se unen

por fuerzas mucho mayores que las que unen a los átomos dentro de las moléculas, y los

métodos que servían para llevar a cabo las reacciones ordinarias no bastarán para las

reacciones nucleares; pero los hombres que habían resuelto el rompecabezas de la

radiactividad, se hallaban en el luminoso camino del éxito.

Fue Rutherford quien dio el primer paso. Bombardeó diversos gases con partículas alfa, y

halló que en ocasiones una partícula alfa golpeaba el núcleo de un átomo y lo desordenaba

(véase fig. 23).

De hecho, Rutherford demostró en 1919 que las partículas alfa podían arrancar protones de

los núcleos de nitrógeno, y fusionarse con lo que quedaba. El isótopo más abundante del

nitrógeno es el nitrógeno-14, que tiene un núcleo formado por 7 protones y 7 neutrones.

Quitemos un protón y añadamos los 2 protones y los 2 neutrones de la partícula alfa, y nos

encontraremos con un núcleo que posee 8 protones y 9 neutrones. Se trata del oxígeno-17.

La partícula alfa puede considerarse como un helio-4, y el protón como un hidrógeno-1.

Se deduce entonces que Rutherford llevó triunfalmente a cabo la primera reacción nuclear

hecha por el hombre:

nitrógeno 14 + helio 4 --> oxígeno 17 + hidrógeno 1

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Esto es un auténtico ejemplo de transmutación, de conversión de un elemento en otro. En

cierto modo era la culminación de los viejos anhelos alquimistas, pero, desde luego,

implicaba elementos y técnicas con los cuales los alquimistas no habían ni siquiera soñado.

Durante los cinco años siguientes, Rutherford llevó a cabo muchas otras reacciones

nucleares manejando partículas alfa. Lo que podía hacer, no obstante, era limitado, ya que

los elementos radiactivos proporcionaban partículas alfa de baja energía. Para conseguir

más, se requerían partículas más energéticas.

Figura 23. El experimento de Rutherford condujo al concepto de núcleo, y abrió las puertasa la moderna física nuclear. Las partículas alfa emitidas por la fuente radiactiva se

desviaban al pasar a través de un pan de oro. El grado de desviación quedaba registradocuando las partículas chocaban con la placa fotográfica.

Los físicos se dedicaron a la tarea de diseñar mecanismos para acelerar las partículas

cargadas en un campo eléctrico, obligándolas a moverse cada vez más rápido, y a poseer,

por tanto, cada vez más energía. El físico inglés John Douglas Cockcroft (1897-1967) y su

colaborador, el físico irlandés Ernest Thomas Sinton Walton (n. 1903), fueron los primeros

en diseñar un acelerador capaz de producir partículas lo bastante energéticas como para

llevar a cabo una reacción nuclear, lo que consiguieron en 1929. Tres años más tarde,

bombardearon átomos de litio con protones acelerados, y produjeron partículas alfa. La

reacción nuclear era:

hidrógeno 1 + litio 7 —> helio 4 + helio 4

En el aparato de Cockcroft-Walton, y en otros que se estaban proyectando, las partículas se

aceleraban en línea recta, y era difícil construir aparatos lo bastante largos para producir

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energías muy altas. En 1930, el físico americano Ernest Orlando Lawrence (1901-58) diseñó

un acelerador que obligaba a las partículas a moverse según una espiral que se ampliaba

lentamente. Un ciclotrón relativamente pequeño de este tipo podía producir partículas

energéticas.

El primero y minúsculo ciclotrón de Lawrence fue el antecesor de los enormes instrumentos

actuales de media milla de circunferencia, que se han utilizado para tratar de responder a

las preguntas fundamentales relativas a la estructura de la materia.

En 1930, el físico inglés Paul Adrien Maurice Dirac (1902) había propuesto razones teóricas

para suponer que tanto los protones como los electrones debían poseer auténticos contrarios

(anti partículas). El anti-electrón debía poseer la masa de un electrón pero estar cargado

positivamente, mientras que el anti-protón tendría la masa de un protón, pero estaría

cargado negativamente.

El anti-electrón fue detectado efectivamente en 1932 por el físico americano Cari David

Anderson (n. 1905) en su estudio sobre los rayos cósmicos1. Cuando las partículas de los

rayos cósmicos chocan con los núcleos atómicos en la atmósfera, se producen algunas

partículas que giran en un campo magnético exactamente igual que los electrones, pero en

sentido contrario. Anderson denominó positrón ala partícula de este tipo.

El anti-protón se resistió a ser detectado durante otro cuarto de siglo. Como el anti-protón

es 1.836 veces más pesado que el anti-electrón, se requiere 1.836 veces más energía para

su formación. Las energías necesarias no se originaron en dispositivos creados por el

hombre hasta la década de los 50. Utilizando aceleradores gigantes, el físico italo-americano

Emilio Segré (n. 1905-89) y su colaborador el físico americano Owen Chamberlain (n. 1920)

lograron producir y detectar el anti-protón en 1955.

Se ha apuntado que muy bien pueden existir átomos en los que los núcleos cargados

negativamente, conteniendo anti-protones, estén rodeados por positrones cargados

positivamente. Tal antimateria no podría existir mucho tiempo sobre la tierra o, quizás, en

ninguna parte de nuestra galaxia, ya que, a su contacto ambas, materia y antimateria,

serían aniquiladas en una gran explosión de energía. Sin embargo, los astrónomos se

preguntan si podrán existir galaxias enteras formadas por antimateria. Si así fuese, serían

muy difíciles de detectar.

2. Radiactividad artificial

Las primeras reacciones nucleares llevadas a cabo con éxito produjeron isótopos que ya se

1 Los rayos cósmicos consisten en partículas que entran en la atmósfera terrestre procedentes del espacio exterior.Las partículas (en su mayor parte protones) son impulsadas hasta energías casi inimaginables por aceleración através de campos eléctricos asociados a las estrellas y a la misma galaxia.

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sabía existían en la naturaleza. Pero no siempre tenía que ser así. Supongamos que se

consiguiera una combinación de neutrón-protón no existente en la naturaleza, tal como un

siglo antes se habían producido moléculas orgánicas que tampoco se daban en la naturaleza.

Este fenómeno se consiguió de hecho en 1934, por el equipo de físicos franceses, marido y

mujer, Frédéric Joliot-Curie (1900-58) e Irene Joliot-Curie (1897-1956), esta última hija de

los Curie (pág. 217), famosos por sus trabajos sobre el radio.

Los Joliot-Curie estaban bombardeando aluminio con partículas alfa. Después de interrumpir

el bombardeo descubrieron que el aluminio continuaba irradiando partículas por sí mismo.

Descubrieron que habían empezado con aluminio-27 (13 protones más 14 neutrones), y

terminaron con fósforo-30 (15 protones más 15 neutrones).

Pero el fósforo, tal como se presenta en la naturaleza, está constituido por una sola variedad

atómica, el fósforo-31(15 protones más 16 neutrones). Así, pues, el fósforo-30 era un

isótopo artificial, que no se presentaba en la naturaleza. La razón por la que no se hallaba

en ésta era evidente; era radiactivo, con una vida media de solamente catorce días. Su

radiactividad era la fuente de la continua radiación de partículas que los Joliot-Curie habían

observado.

Los Joliot-Curie habían producido el primer caso de radiactividad artificial. Desde 1934 se

han formado miles de isótopos no existentes en la naturaleza, y todos ellos son radiactivos.

Cada elemento posee uno o más isótopos radiactivos. Incluso el hidrógeno tiene uno, el

hidrógeno-3 (llamado también tritio) con una vida media de doce años.

Un isótopo de carbono radiactivo poco común, el carbono 14, fue descubierto en 1940 por el

químico americano-canadiense Martin D. Kamen (n. 1913). Parte de este isótopo se forma

por bombardeo de los rayos cósmicos sobre el nitrógeno en la atmósfera. Esto significa que

estamos continuamente respirando algo de carbono-14, e incorporándolo a nuestros tejidos,

igual que todas las formas de vida. Una vez que la forma viva muere, la incorporación cesa y

el carbono-14 ya presente se transmuta lentamente.

El carbono-14 tiene una vida media de unos cinco mil años, de modo que las cantidades

significativas que subsistan en un material (madera, textiles) se remontan a los tiempos

prehistóricos. El químico americano Willard Frank Libby (1908-80) ideó una técnica para

hallar la edad de los restos arqueológicos por su contenido en carbono-14, del mismo modo

que la edad de la corteza terrestre puede obtenerse a partir de sus contenidos en uranio y

plomo. Así, la química ha pasado a tener una aplicación directa para los historiadores y

arqueólogos.

Los compuestos químicos pueden sintetizarse con isótopos poco corrientes, incorporados en

lugar de los ordinarios. Éstos podrían ser, por ejemplo, los raros isótopos estables

(hidrógeno-2 en lugar del hidrógeno-1, carbono-13 en lugar del carbono-12, nitrógeno-15

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en lugar del nitrógeno-14, y oxígeno-18 en lugar del oxígeno-16). Si los animales ingieren

tales compuestos marcados y a continuación se sacrifican y se analizan sus tejidos, los

compuestos en los que se encuentren los isótopos proporcionarán una información

significativa. Resulta así posible deducir mecanismos de reacción dentro del tejido vivo, que

de otro modo pasarían inadvertidos. Un innovador en este tipo de trabajo fue el bioquímico

germano-americano Rudolf Schoenheimer (1898-1941), quien realizó importantes

investigaciones sobre grasas y proteínas utilizando hidrógeno-2 y nitrógeno-15 en los años

posteriores a 1935. El uso de los isótopos radiactivos hace posible reconstruir las reacciones

aún más exactamente, pero hasta después de la Segunda Guerra Mundial no se llegó a

disponer de dichos isótopos en cantidad. Un ejemplo de lo que puede realizarse con los

isótopos fue el trabajo del bioquímico americano Melvin Calvin (n. 1911). Utilizó el carbono-

14 durante los años cincuenta para seguir la pista a muchas de las reacciones implicadas en

el proceso de la fotosíntesis. Y lo llevó a cabo con un detalle que sólo veinte años antes se

habría juzgado completamente imposible.

No sólo se formaron isótopos artificiales, sino también elementos artificiales. En 1937,

Lawrence, el inventor del ciclotrón, había bombardeado una muestra de molibdeno (número

atómico 42) con deuterones (núcleos de hidrógeno-2) enviando la muestra bombardeada a

Segré, a Roma. (Más adelante Segré volvería a los Estados Unidos, y en su nueva residencia

descubriría el anti-protón).

Segré, en un intenso estudio, halló que la muestra contenía restos de una nueva sustancia

radiactiva, que resultó consistir en átomos del elemento cuyo número atómico era 43. Por

entonces, aquel elemento no había sido descubierto en la naturaleza (a pesar de algunas

falsas alarmas) y por eso se llamó tecnecio, de una palabra griega que significa «artificial».

Posteriormente se llenaron los tres huecos restantes de la tabla periódica. En 1939 y 1940

se descubrieron los elementos número 87 (francio) y número 85 (as-tato), y en 1947 se

rellenó el último hueco, el correspondiente al elemento número 61 (promecio). Todos estos

elementos son radiactivos.

El astato y el francio se forman a partir del uranio sólo en mínimas cantidades, y su escasez

explica por qué no se habían descubierto antes. El tecnecio y el promecio se forman en

cantidades aún más pequeñas, y su rareza reside en el hecho de que son los únicos

elementos de número atómico inferior a 84 que no poseen ningún isótopo estable.

3. Elementos transuránicos

Las primeras partículas utilizadas para bombardear los núcleos atómicos estaban cargadas

positivamente: el protón, el deuterón y la partícula alfa. Tales partículas cargadas

positivamente son rechazadas por los núcleos atómicos cargados positivamente, ya que las

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cargas eléctricas del mismo signo se repelen entre sí. Hace falta mucha energía para obligar

a las partículas rápidas a vencer la repulsión y chocar con los núcleos, y por eso las

reacciones nucleares eran bastante difíciles de conseguir.

El descubrimiento del neutrón abrió nuevas posibilidades. Como los neutrones no poseían

carga, los núcleos atómicos no los repelerían. Un neutrón podía chocar fácilmente con un

núcleo atómico, sin resistencia, si el neutrón acertaba a moverse en la dirección correcta.

El primero que investigó en detalle el bombardeo con neutrones fue el físico italiano Enrico

Fermi (1901-1954). Comenzó su trabajo casi inmediatamente después de enterarse del

descubrimiento del neutrón. Halló que un haz de neutrones era particularmente eficaz para

iniciar reacciones nucleares, si primero se hacía pasar a través de agua o parafina. Los

átomos ligeros de estos compuestos absorbían parte de la energía de los neutrones en cada

colisión, y lo hacían sin absorber a los propios neutrones. De este modo, los neutrones eran

frenados hasta que se movían sólo con la velocidad normal de las moléculas a la

temperatura ambiente. Tales neutrones térmicos permanecían en las proximidades de un

núcleo determinado durante una fracción de segundo más larga, y eran absorbidos con más

probabilidad que los neutrones rápidos.

Cuando un neutrón es absorbido por un núcleo atómico, dicho núcleo no se convierte

necesariamente en un nuevo elemento. Puede convertirse simplemente en un isótopo más

pesado. Así, si el oxígeno-16 ganase un neutrón (con un número de masa de 1), pasaría a

oxígeno-17. Sin embargo, al ganar un neutrón un elemento puede convertirse en un isótopo

radiactivo. En ese caso, se descompondrá emitiendo por lo general una partícula beta, lo

que según la regla de Soddy significaría que habría pasado a ser un elemento situado un

puesto más alto en la tabla periódica. Así, si el oxígeno-18 ganase un neutrón, pasaría a

oxígeno-19 radiactivo. Este isótopo emitiría una partícula beta y se convertiría en flúor-19

estable. De este modo, el oxígeno se habría convertido en otro elemento (un número

atómico mayor) por bombardeo neutrónico.

En 1934 se le ocurrió a Fermi bombardear el uranio con neutrones, para ver si podía

producir átomos más pesados que el uranio (elementos transuránicos). En aquella época el

uranio tenía el mayor número atómico de la tabla periódica, pero ello podía significar

simplemente que los elementos de número atómico mayor tuviesen vidas medias demasiado

cortas para haber sobrevivido al largo pasado histórico de la Tierra.

Al principio, Fermi creyó realmente que había sintetizado el elemento número 93, pero los

resultados que obtuvo eran confusos y condujeron a algo mucho más espectacular, como se

describirá en breve. Estos otros hallazgos distrajeron la atención, durante algunos años, de

la posible formación de elementos transuránicos.

Sin embargo, en 1940, el físico americano Edwin Mattison McMillan (n. 1907) y su

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colaborador el químico Philip Hauge Abelson (n. 1913), en su trabajo sobre el bombardeo

neutrónico del uranio, detectaron de hecho un nuevo tipo de átomo. Al ser estudiado,

resultó corresponder al de número atómico 93, y lo denominaron neptunio. Incluso el

isótopo del neptunio de más larga vida, el neptunio-237, tenía una vida media ligeramente

superior a dos millones de años, no lo bastante larga como para permitirle sobrevivir a

través de la larga historia de la Tierra. El neptunio-237 era el antecesor de una cuarta serie

radiactiva.

A McMillan se le unió entonces el físico americano Glenn Theodore Seaborg (n. 1912), y

juntos formaron e identificaron el plutonio, elemento número 94, en 1941. Bajo la dirección

de Seaborg, un grupo de científicos de la Universidad de California, durante los siguientes

diez años, aisló una media docena de nuevos elementos: americio (número 95), curio

(número 96), berkelio (número 97), californio (número 98), einstenio (número 99) y fermio

(número 100).

No parecía haber razones para suponer que ningún número atómico representase un

máximo absoluto. Sin embargo, cada elemento era más difícil de formar que el anterior, y se

producía en cantidades más pequeñas. Y lo que es más, las vidas medias se hacían tan

cortas que lo que se formaba se desvanecía cada vez más rápidamente. No obstante, en

1955 se formó el mendelevio (número 101); en 1957, el nobelio (número 102), y en 1961 el

laurencio (número 103). En 1964 los físicos rusos publicaron la obtención del elemento

número 104 en cantidades muy pequeñas.

Seaborg y su grupo descubrieron que los elementos transuránicos eran tan semejantes

entre sí como las tierras raras, y por la misma razón. Nuevos electrones se añaden a una

capa electrónica interna, dejando a la capa electrónica más externa con un contenido

constante de tres electrones. Los dos grupos de elementos semejantes se diferencian

denominando al más antiguo, que comienza con el lantano (número atómico 57), el de los

lantánidos, mientras que el más moderno, que comienza con el actinio (número atómico

89), es el de los actínidos.

Con el descubrimiento del laurencio se habían formado todos los actínidos. Se espera que el

elemento número 104 tenga propiedades bastante diferentes a las de los actínidos.

4. Bombas nucleares

Pero ¿qué fue del trabajo original de Fermi sobre el bombardeo del uranio con neutrones? Su

sospecha de que se había formado el elemento número 93 no pudo confirmarse entonces,

ya que todos los físicos que trabajaban para aislarlo fracasaron.

Entre los que se habían unido a la investigación se hallaban Hahn y Meitner, los

descubridores del protactinio veinte años antes. Trataron el uranio bombardeado con bario,

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lo que al precipitar originó determinada fracción de un material fuertemente radiactivo. Esta

reacción les hizo suponer que uno de los productos del bombardeo era radio. El radio es

químicamente muy semejante al bario, y era de esperar que acompañase al bario en

cualquier manipulación química. Sin embargo no se pudo obtener radio de las fracciones que

contenían bario.

Hacia 1938, Hahn comenzó a preguntarse si no sería un isótopo radiactivo del propio bario el

que se había formado a partir del uranio en el curso del bombardeo neutrónico. Ese bario

radiactivo se fusionaría con el bario ordinario, y

los dos compuestos no podrían separarse después mediante las técnicas químicas ordinarias.

No obstante, tal combinación parecía imposible. Todas las reacciones nucleares conocidas

hasta 1938 habían implicado cambios de sólo 1 o 2 unidades en el número atómico. Cambiar

el uranio en bario significaba un descenso, en el número atómico, ¡de 36! Sería como pensar

que el átomo de uranio se hubiese partido aproximadamente por la mitad (fisión del uranio).

Hahn se resistía incluso a especular con tal posibilidad, por lo menos en público.

En 1938, la Alemania nazi invadió y se anexionó Austria. Lise Meitner, austriaca, se vio

obligada a exiliarse debido a su origen judío. Desde su lugar de exilio en Suecia, los peligros

que había pasado debieron hacer que los relacionados con el riesgo de cometer un error

científico pareciesen realmente pequeños, y publicó la teoría de Hahn de que los átomos de

uranio, al ser bombardeados con neutrones, sufrían una fisión.

Este artículo creó una gran excitación debido a las horribles posibilidades que suscitaba. Si

un átomo de uranio, al absorber un neutrón, se rompe en dos átomos más pequeños, éstos

necesitarán menos neutrones que los que existían originalmente en el átomo de uranio2.

Estos neutrones superfluos serían emitidos, y al ser absorbidos por otros átomos de uranio,

éstos también sufrirían una escisión, y emitirían todavía más neutrones.

Cada átomo de uranio escindido provocaría la escisión de varios más, en una reacción

nuclear en cadena, con un resultado semejante al de la reacción química en cadena del

hidrógeno y el cloro. Pero como las reacciones nucleares implicaban intercambios

energéticos mucho mayores que las reacciones químicas, los resultados de una reacción

nuclear en cadena serían mucho más formidables. Partiendo de unos cuantos neutrones, con

una insignificante inversión de energía, podrían liberarse reservas colosales de energía.

La Segunda Guerra Mundial estaba a punto de estallar. El Gobierno de los Estados Unidos,

temiendo que las tremendas energías de los núcleos atómicos pudiesen ser desencadenadas

por los nazis, lanzó un programa de investigación para obtener dicha reacción en cadena y

2 En general, cuanto mayor es la masa de un átomo, mayor es el número de neutrones que requiere en proporcióna su número másico. Así, el calcio-40 contiene 20 neutrones, un 50 por 100 de su número másico, mientras que eluranio-238 contiene 146 neutrones, un 65 por 100 de su número másico.

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colocar el arma en sus propias manos.

Las dificultades eran muchas. Había que hacer chocar con el uranio tantos neutrones como

fuese posible, antes de que abandonasen el uranio totalmente. Por esta razón el uranio tenía

que encontrarse en cantidades bastante grandes (el tamaño necesario es la masa crítica),

con el fin de dar la oportunidad necesaria a los neutrones. Sin embargo, cuando empezó la

investigación se disponía de muy poco uranio, ya que la sustancia apenas tenía aplicaciones

antes de 1940.

A continuación había que retardar neutrones a fin de aumentar la probabilidad que fuesen

absorbidos por el uranio. Esto significaba el empleo de un moderador, una sustancia con

átomos ligeros ante la cual los neutrones rebotarían. Dicho moderador podía consistir en

bloques de grafito o agua pesada.

Para mayor dificultad, no todos los átomos de uranio experimentaban una fisión al absorber

un neutrón, sino sólo el isótopo bastante raro uranio-235, lo cual obligó a idear métodos

para aislar y concentrar el uranio-235. Era una labor sin precedentes, ya que nunca hasta

entonces se había llevado a cabo la separación de isótopos a gran escala. Un método con

éxito era el que hacía uso del hexafluoruro de uranio, que requería un enorme avance en el

manejo de los compuestos de flúor. El plutonio, elemento creado por el hombre, se

comprobó que también era fisionable, y tras su descubrimiento en 1941 hubo que esforzarse

en producirlo en grandes cantidades.

Fermi, que había abandonado Italia en 1938 y había marchado a los Estados Unidos, fue

encargado de esta tarea. El 2 de diciembre de 1942, una pila atómica de uranio, óxido de

uranio y grafito alcanzó el tamaño «crítico». La reacción en cadena se mantenía,

produciendo energía a través de la fisión de uranio.

Hacia 1945 se fabricaron ciertos dispositivos en los que al explotar una pequeña carga de

explosivo se juntan dos trozos de uranio. Cada trozo por separado se hallaba por debajo de

la masa crítica, pero juntas la superaban. A causa del bombardeo con rayos cósmicos, la

atmósfera contiene siempre neutrones perdidos, de modo que en la masa crítica de uranio

se origina instantáneamente una reacción nuclear en cadena, que explota con furia hasta

entonces inimaginable.

En julio de 1945 se hizo explotar en Alamogordo, Nuevo Méjico, la primera «bomba

atómica» o «bomba-A» (más exactamente denominada una bomba de fisión). Un mes

después se fabricaron e hicieron explotar dos bombas más sobre Hiroshima y Nagasaki, en

Japón, al final de la Segunda Guerra Mundial.

Sin embargo, la fisión del uranio no se utiliza exclusivamente para destruir. Cuando la

producción de energía se logra mantener constante y a un nivel seguro, la fisión puede

utilizarse con fines constructivos. Las pilas atómicas, rebautizadas más exactamente como

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reactores nucleares, han proliferado durante los años 50 y 60. Se utilizan para propulsar

submarinos y barcos de superficie, y también para producir energía, en forma de

electricidad, con fines civilizados.

Aparte de la fisión de átomos pesados también puede obtenerse energía de la unión de dos

núcleos atómicos ligeros en uno algo más pesado (fusión nuclear). En particular, se pueden

obtener energías colosales si se fusionan núcleos de hidrógeno y de helio.

Con el fin de provocar la unión de los átomos de hidrógeno, superando la protección que

supone el electrón que rodea al núcleo, deben administrarse energías altísimas. Tales

energías se alcanzan en el centro del sol y de las demás estrellas. La radiación solar (que

llega a la Tierra en cantidades que no han disminuido a lo largo de miles de millones de

años) es la energía producida por la fusión nuclear de millones de toneladas de hidrógeno en

cada segundo.

En los años 50, la energía necesaria podía conseguirse también haciendo explotar una

bomba de fisión, y se idearon métodos para utilizar esta bomba como detonante de una

variedad de bomba nuclear todavía mayor y más destructiva. El resultado fue lo que se

conoce indistintamente con el nombre de «bomba de hidrógeno», «bomba H», «ingenio

termonuclear», o más exactamente bomba de fusión.

Se han construido y hecho explotar bombas de fusión que tienen miles de veces el potencial

destructivo de las primeras bombas de fisión que destruyeron dos ciudades en el Japón. Una

sola bomba de fusión podría destruir completamente la ciudad más grande, y si todas las

bombas de fusión existentes en la actualidad se hiciesen explotar sobre diversas ciudades,

es posible que se extinguiera la vida por la explosión y el fuego directos y por la

radiactividad dispersada (lluvia radiactiva).

Pero incluso la bomba de fusión puede tener aplicaciones ajenas a todo tipo de destrucción.

Entre los trabajos experimentales más importantes que se están realizando en la actualidad,

se encuentra el intento de producir temperaturas extremadamente altas, de miles de

millones de grados, en forma controlada (y no en el centro de una bomba de fisión en

explosión), y de mantener dichas temperaturas lo bastante como para activar una reacción

de fusión.

Si se consigue luego que dicha reacción de fusión se desarrolle a una velocidad controlada,

pueden obtenerse cantidades fantásticas de energía. El combustible sería el deuterio, o

hidrógeno pesado, que se encuentra en cantidades tremendas en los océanos, cantidades

suficientes para durarnos millones de años.

Hasta ahora, la especie humana jamás se había tenido que enfrentar con la posibilidad de

una extinción total con una guerra de bombas de fusión, como tampoco había tenido ocasión

de confiar en una prosperidad sin precedentes al dominar esa misma bomba de fusión.

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Cualquiera de estos destinos podría resultar de una sola rama del avance científico.

Estamos adquiriendo conocimiento; la ciencia nos lo proporciona.

A partir de ahora precisamos también cordura.